Máy bơm chữa cháy là thiết bị tạo lưu lượng và áp lực nước phục vụ hệ thống họng nước vách tường, trụ chữa cháy, sprinkler, drencher hoặc các hệ thống chữa cháy bằng nước khác. Khả năng hoạt động của cụm bơm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả khống chế đám cháy trong những phút đầu tiên.
Trên thực tế, việc lựa chọn máy bơm không thể chỉ dựa vào công suất động cơ hoặc đường kính đầu hút, đầu đẩy. Chủ đầu tư cần căn cứ vào lưu lượng tính toán, cột áp yêu cầu, quy mô công trình, nguồn điện dự phòng, đặc điểm bể nước và phương án vận hành. Một cụm bơm được lựa chọn đúng sẽ giúp hệ thống duy trì áp lực ổn định, khởi động kịp thời và cung cấp đủ nước tại vị trí bất lợi nhất khi xảy ra sự cố.
Máy bơm chữa cháy là gì?
Máy bơm chữa cháy, còn được gọi là máy bơm cứu hỏa, là thiết bị dùng để hút nước từ bể chứa, hồ nước hoặc nguồn cấp phù hợp, sau đó đẩy nước vào mạng đường ống chữa cháy với lưu lượng và áp lực đã được tính toán.
Máy bơm có thể cấp nước cho:
- Hệ thống họng nước chữa cháy trong nhà.
- Trụ chữa cháy ngoài nhà.
- Hệ thống sprinkler tự động.
- Hệ thống drencher.
- Màn nước ngăn cháy.
- Hệ thống chữa cháy bằng nước hoặc bọt.
- Các thiết bị phun nước làm mát bồn, bể và khu vực công nghệ.
Máy bơm chữa cháy hiện nay thường phân loại thiết bị theo nguồn động lực, bao gồm bơm điện, bơm diesel và bơm chạy xăng. Trong đó, bơm điện và bơm diesel được sử dụng phổ biến trong hệ thống cố định tại nhà máy, kho hàng, tòa nhà và trung tâm thương mại.
Điểm cần lưu ý là không phải máy bơm công nghiệp nào có lưu lượng lớn cũng có thể thay thế máy bơm chữa cháy. Thiết bị phải được lựa chọn theo đường đặc tính phù hợp, có khả năng khởi động tin cậy và duy trì chế độ làm việc theo yêu cầu của hệ thống.
Một cụm máy bơm chữa cháy gồm những thiết bị nào?
Tại nhiều công trình công nghiệp và dân dụng, cụm bơm thường được bố trí theo mô hình:
- Một máy bơm chữa cháy chính chạy điện.
- Một máy bơm chữa cháy dự phòng chạy diesel.
- Một máy bơm bù áp.
- Tủ điều khiển riêng cho từng máy bơm.
- Bình tích áp.
- Cụm van hút, van đẩy và van một chiều.
- Đồng hồ đo áp suất.
- Cảm biến hoặc công tắc áp suất.
- Đường ống thử bơm và đường hồi nước.
- Ống xả khí, ống mồi và hệ thống tiêu thoát nước.
- Bộ ắc quy khởi động và bình nhiên liệu của bơm diesel.
Cách bố trí này giúp hệ thống duy trì áp suất ở trạng thái chờ, đồng thời có phương án dự phòng khi mất điện hoặc bơm chính không hoạt động.
Máy bơm chữa cháy chính
Máy bơm chính cung cấp lưu lượng và áp lực thiết kế cho hệ thống khi có cháy. Trong điều kiện bình thường, máy không chạy liên tục mà được đặt ở trạng thái sẵn sàng. Khi áp suất mạng đường ống giảm xuống ngưỡng đã cài đặt, tủ điều khiển nhận tín hiệu và khởi động máy bơm.
Máy bơm diesel dự phòng
Bơm diesel thường được sử dụng làm nguồn cấp nước dự phòng độc lập với hệ thống điện của công trình.
Thiết bị đặc biệt cần thiết tại:
- Nhà máy sản xuất.
- Kho hàng có tải trọng cháy lớn.
- Khu công nghiệp.
- Tòa nhà cao tầng.
- Công trình có yêu cầu vận hành liên tục.
- Khu vực nguồn điện không ổn định.
Ưu điểm của bơm diesel là có thể hoạt động khi nguồn điện chính bị gián đoạn. Tuy nhiên, thiết bị đòi hỏi kiểm tra thường xuyên về nhiên liệu, dầu bôi trơn, nước làm mát, bộ sạc và tình trạng ắc quy.
Máy bơm bù áp
Máy bơm bù áp có công suất nhỏ hơn bơm chính. Chức năng của thiết bị là bù lại lượng nước thất thoát nhỏ và duy trì áp suất trong mạng đường ống. Khi áp suất giảm nhẹ do rò rỉ, dao động nhiệt độ hoặc thao tác thử van, bơm bù áp sẽ khởi động trước. Nhờ đó, bơm chính không phải đóng cắt liên tục.
TCVN 7336:2021 đề cập đến nguồn cấp nước phụ có nhiệm vụ tự động duy trì áp suất cần thiết trong đường ống trước thời điểm nguồn cấp nước chính chuyển sang chế độ làm việc.
Các loại máy bơm chữa cháy phổ biến
Máy bơm chữa cháy chạy điện
Bơm điện sử dụng động cơ điện để dẫn động đầu bơm. Đây là loại được sử dụng phổ biến trong hệ thống chữa cháy cố định.
Ưu điểm:
- Khởi động nhanh.
- Vận hành tương đối êm.
- Ít phát sinh khí thải.
- Chi phí bảo trì thường thấp hơn bơm diesel.
- Dễ kết nối với tủ điều khiển và hệ thống giám sát.
Hạn chế lớn nhất là phụ thuộc vào nguồn điện. Vì vậy, việc lựa chọn nguồn cấp cho bơm chữa cháy phải được xem xét đồng bộ với thiết kế điện, tủ phân phối, cáp nguồn và phương án cấp điện dự phòng.
Bơm điện có nhiều dạng kết cấu như bơm trục ngang, trục đứng, trục liền và trục rời. Trong các phòng bơm cố định, bơm ly tâm trục ngang thường được sử dụng nhờ khả năng kiểm tra, căn chỉnh và bảo trì thuận tiện.
Máy bơm chữa cháy chạy diesel
Máy bơm diesel dùng động cơ đốt trong để dẫn động đầu bơm. Thiết bị có khả năng vận hành độc lập với nguồn điện của công trình.
Ưu điểm:
- Chủ động khi mất điện.
- Phù hợp với công trình có yêu cầu dự phòng cao.
- Có thể đáp ứng dải lưu lượng và cột áp lớn.
- Linh kiện và vật tư bảo trì tương đối phổ biến.
Hạn chế:
- Tiếng ồn và độ rung lớn hơn bơm điện.
- Phát sinh khí thải.
- Cần bố trí đường ống xả khí nóng.
- Cần kiểm tra nhiên liệu, dầu, nước làm mát và ắc quy định kỳ.
- Phòng bơm phải có thông gió phù hợp.
Đối với nhà máy đang hoạt động, vị trí đặt bơm diesel cần được khảo sát kỹ để tránh khí thải hoặc tiếng ồn ảnh hưởng đến khu sản xuất.
Máy bơm chữa cháy chạy xăng
Bơm chạy xăng thường có thiết kế gọn, dễ di chuyển và khởi động độc lập. Thiết bị phù hợp với phương án chữa cháy cơ động, khu vực nhỏ hoặc nơi xe chữa cháy khó tiếp cận.
Tuy nhiên, bơm chạy xăng thường không được sử dụng thay thế cho cụm bơm cố định tại những công trình lớn. Các sản phẩm trên thị trường có dải thông số khá rộng, vì vậy cần kiểm tra đúng lưu lượng và cột áp tại điểm làm việc, không lựa chọn theo công suất động cơ đơn thuần.
Máy bơm trục đứng
Bơm trục đứng phù hợp với nguồn nước có mực nước thấp, bể sâu hoặc điều kiện không bảo đảm chiều cao hút của bơm trục ngang. Ưu điểm của loại bơm này là giảm rủi ro mất nước mồi và hiện tượng xâm thực tại đường hút. Tuy nhiên, việc lắp đặt, căn chỉnh trục và bảo trì thường phức tạp hơn.
Cách xác định lưu lượng máy bơm chữa cháy
Lưu lượng bơm được xác định từ nhu cầu chữa cháy đồng thời của công trình.
Tùy loại hệ thống, đơn vị thiết kế cần xem xét:
- Số họng nước hoạt động đồng thời.
- Lưu lượng yêu cầu tại mỗi lăng phun.
- Diện tích tính toán của hệ thống sprinkler.
- Mật độ phun thiết kế.
- Số khu vực hoặc hệ thống hoạt động đồng thời.
- Nhu cầu cấp nước cho trụ chữa cháy ngoài nhà.
- Lưu lượng làm mát thiết bị hoặc khu vực công nghệ.
- Thời gian dự trữ nước chữa cháy.
Không nên cộng toàn bộ lưu lượng của tất cả thiết bị trong công trình nếu tiêu chuẩn không yêu cầu chúng hoạt động đồng thời. Ngược lại, việc bỏ sót một hệ thống cần vận hành đồng thời có thể khiến máy bơm và bể nước bị thiếu công suất.
Cách xác định cột áp máy bơm chữa cháy
Cột áp của máy bơm phải đủ để thắng tổng tổn thất từ nguồn nước đến thiết bị chữa cháy bất lợi nhất.
Thông thường, cột áp tính toán gồm:
H = Hình học + H yêu cầu tại đầu ra + H tổn thất đường ống + H tổn thất cục bộ
Trong đó:
- Cột áp hình học là chênh lệch độ cao giữa mực nước thấp nhất trong bể và điểm cấp nước bất lợi.
- Áp suất yêu cầu tại đầu ra là áp lực cần thiết tại họng nước, sprinkler hoặc thiết bị phun.
- Tổn thất đường ống phụ thuộc chiều dài, đường kính, vật liệu và lưu lượng.
- Tổn thất cục bộ phát sinh qua van, cút, tê, lọc rác, van một chiều và các phụ kiện khác.
Cần đặc biệt lưu ý mực nước thấp nhất trong bể, không nên tính từ mực nước đầy. Với công trình cải tạo, đường ống hiện hữu phải được khảo sát thực tế vì tình trạng đóng cặn, thay đổi tuyến hoặc bổ sung van có thể làm tổn thất lớn hơn hồ sơ cũ.
Bảo trì máy bơm chữa cháy cần thực hiện những gì?
Máy bơm chữa cháy có thể không hoạt động trong thời gian dài, nhưng phải khởi động ngay khi xảy ra sự cố. Đây chính là lý do hệ thống cần được kiểm tra định kỳ.
Các công việc bảo trì thường gồm:
- Chạy thử máy bơm theo kế hoạch.
- Kiểm tra áp suất hệ thống.
- Kiểm tra rò rỉ tại phớt và mặt bích.
- Kiểm tra tình trạng van.
- Kiểm tra tủ điện và đầu nối cáp.
- Đo dòng điện, điện áp khi vận hành.
- Kiểm tra bộ sạc và dung lượng ắc quy.
- Kiểm tra mức dầu, nước làm mát và nhiên liệu.
- Vệ sinh lọc gió, lọc dầu và lọc nhiên liệu.
- Kiểm tra khớp nối và độ đồng tâm.
- Kiểm tra tín hiệu điều khiển, cảnh báo.
- Ghi chép kết quả vào nhật ký vận hành.
Đối với công trình đã sử dụng nhiều năm, cần đánh giá thêm tình trạng ăn mòn đường ống, độ kín van một chiều và sự thay đổi điểm làm việc của máy bơm.
Kinh nghiệm lựa chọn máy bơm chữa cháy cho nhà máy và nhà xưởng
Chủ đầu tư nên thực hiện theo trình tự:
- Xác định loại hình và mức độ nguy hiểm cháy của công trình.
- Xác định các hệ thống chữa cháy phải trang bị.
- Tính toán nhu cầu sử dụng nước đồng thời.
- Tính lưu lượng và cột áp tại điểm bất lợi.
- Lựa chọn cấu hình bơm chính, bơm dự phòng và bơm bù áp.
- Kiểm tra đường đặc tính của từng máy bơm.
- Kiểm tra nguồn điện, máy phát và khả năng cấp nhiên liệu.
- Thiết kế phòng bơm, bể nước và tuyến ống đồng bộ.
- Lập phương án kiểm tra, chạy thử và bảo trì.
- Hoàn thiện hồ sơ kỹ thuật và hồ sơ nghiệm thu.
Không nên mua thiết bị trước rồi mới điều chỉnh thiết kế theo thông số máy bơm. Cách làm này có thể dẫn đến thừa công suất, thiếu áp lực, tăng chi phí điện, khó điều chỉnh hệ thống hoặc không bảo đảm yêu cầu nghiệm thu.
Cơ điện Thăng Long – Đơn vị thiết kế, thi công hệ thống máy bơm chữa cháy tại miền Bắc
Cơ điện Thăng Long cung cấp dịch vụ tư vấn, thiết kế, thi công, cải tạo và bảo trì hệ thống phòng cháy chữa cháy cho nhà máy, nhà xưởng, kho hàng, tòa nhà và công trình công nghiệp tại Hà Nội cùng các tỉnh miền Bắc. Doanh nghiệp cũng giới thiệu các nhóm dịch vụ thiết kế, thi công và bảo trì hệ thống PCCC, điện công nghiệp, thông gió, điều hòa, khí nén, phòng sạch và cấp thoát nước.
Đối với hệ thống máy bơm chữa cháy, đội ngũ kỹ thuật triển khai theo quy trình:
- Khảo sát bể nước, phòng bơm và hệ thống đường ống.
- Kiểm tra hồ sơ thiết kế hoặc hiện trạng công trình.
- Tính toán lưu lượng, cột áp và lựa chọn thiết bị.
- Bóc tách khối lượng và lập phương án thi công.
- Lắp đặt bệ máy, đường ống, van và tủ điều khiển.
- Đấu nối điện động lực và tín hiệu giám sát.
- Cài đặt trình tự vận hành.
- Chạy thử, đo kiểm và cân chỉnh.
- Hướng dẫn vận hành, bàn giao hồ sơ.
- Bảo trì, sửa chữa và cải tạo hệ thống sau bàn giao.
Việc phối hợp đồng bộ giữa hệ thống PCCC, điện động lực, cấp thoát nước và thông gió giúp hạn chế xung đột trong quá trình thi công, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho vận hành và bảo trì lâu dài.
Máy bơm chữa cháy chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi được lựa chọn từ kết quả tính toán, lắp đặt đúng kỹ thuật và kiểm tra định kỳ. Chủ đầu tư đang xây dựng mới hoặc cần cải tạo cụm bơm hiện hữu nên khảo sát toàn bộ hệ thống trước khi thay thiết bị, tránh tình trạng máy bơm mới nhưng đường hút, nguồn điện hoặc hệ thống điều khiển không đáp ứng.
Cơ điện Thăng Long sẵn sàng đồng hành cùng chủ đầu tư, tổng thầu và doanh nghiệp trong quá trình khảo sát, thiết kế, thi công và bảo trì hệ thống máy bơm chữa cháy, hướng đến giải pháp vận hành ổn định, an toàn và phù hợp với điều kiện thực tế của từng công trình.
